Java表达式2.0

news2025/4/21 13:46:57

1 .数据类型转换

自动类型转换的规则

自动类型转换遵循一定的规则，这些规则确保了转换的合理性和安全性。以下是自动类型转换的主要规则：

  1. 容量小的类型自动转换为容量大的类型
    Java中，数据类型的容量从小到大依次为：byte → short → int → long → float → double。当进行算术运算或赋值操作时，如果操作数的类型不同，系统会自动将容量小的类型转换为容量大的类型，以确保运算的正确性和数据的完整性。

  2. 操作数为double型时的转换规则
    如果表达式中有一个操作数是double类型，那么整个表达式的结果会被提升为double类型。这是因为double类型具有最高的精度和最大的容量，能够容纳其他类型的数据，从而避免了精度丢失。

  3. 操作数为float型时的转换规则
    如果表达式中有一个操作数是float类型，那么整个表达式的结果会被提升为float类型。这是因为float类型比int、long等整数类型具有更高的精度，但比double类型稍低。

  4. 操作数为long型时的转换规则
    如果表达式中有一个操作数是long类型，而没有float或double类型的操作数，那么整个表达式的结果会被提升为long类型。这是因为long类型比int类型具有更大的范围，能够容纳更大的整数值。

示例与解释

以下是一些具体的示例，帮助理解自动类型转换的规则：

示例1：操作数为double型
double result = 10 + 3.5;

  • 在这个表达式中，10是int类型，3.5是double类型。

  • 根据自动类型转换规则，int类型的10会被自动转换为double类型，然后与3.5进行加法运算。

  • 最终，整个表达式的结果是13.5，并且结果的类型是double。

示例2：操作数为float型
float result = 10 + 3.5f;

  • 在这个表达式中，10是int类型，3.5f是float类型。

  • 根据自动类型转换规则，int类型的10会被自动转换为float类型，然后与3.5f进行加法运算。

  • 最终，整个表达式的结果是13.5f，并且结果的类型是float。

示例3：操作数为long型
long result = 10L + 5;

  • 在这个表达式中，10L是long类型，5是int类型。

  • 根据自动类型转换规则，int类型的5会被自动转换为long类型，然后与10L进行加法运算。

  • 最终，整个表达式的结果是15L，并且结果的类型是long。

示例4：多个操作数的类型提升
double result = 10 + 5L + 3.5f;

  • 在这个表达式中，10是int类型，5L是long类型，3.5f是float类型。

  • 首先，int类型的10会被自动转换为long类型，与5L进行加法运算，结果是15L。

  • 然后，15L会被自动转换为float类型，与3.5f进行加法运算，结果是18.5f。

  • 最后，由于表达式中存在double类型的操作数，18.5f会被自动转换为double类型，最终结果是18.5，并且结果的类型是double。

自动类型转换的意义

自动类型转换在Java中具有重要的意义，它不仅简化了代码的编写，还提高了代码的可读性和可维护性。通过自动类型转换，开发者可以避免显式地进行类型转换，从而减少代码的冗余和出错的可能性。同时，自动类型转换还确保了数据在转换过程中的安全性和准确性，使得开发者可以更加专注于逻辑的实现，而不是类型转换的细节。

注意事项

尽管自动类型转换非常方便，但在某些情况下，开发者仍然需要注意以下几点：

  1. 精度丢失：虽然自动类型转换会尽量避免精度丢失，但在某些情况下，如将float或double转换为整数类型时，可能会导致精度丢失。

  2. 范围溢出：如果转换后的类型范围不足以容纳原始数据，可能会导致范围溢出。例如，将一个非常大的long值转换为int类型时，可能会导致数据丢失或错误。

  3. 显式类型转换：在某些情况下，如果需要将容量大的类型转换为容量小的类型，需要使用显式类型转换（强制类型转换），并注意可能引发的异常。

  • 有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的 那种数据类型,再进行计算。

    byte,short,char之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换为int类型。

    boolean类型不能与其它数据类型运算。

  •  int a = 100;  long b = 200;  

  • b = a + b;  System.out.println(b); ​ 计算下列结果？  

  • int a = 123;  double d = a + 123;  System.out.println(d);  

  • int b = a /300;  System.out.println(b);

强制类型转换

  • 条件：转换的数据类型必须是兼容的

  • 格式：(数据类型) 变量 , (数据类型) 是强制类型转换后的数据类型。例：

            double d = 123.456d;
        System.out.println(d);
        int i = d;// 编译不通过
        int i = (int) d;// 截断操作
        System.out.println(i);;

  • *注意：强制转换有可能造成数据的缺失或者精度的缺失

编码情况1：
long l1 = 123; // ok
long l1 = 1234567890123456789; // 编译不通过
System.out.println(l1);
float f1 = 12.3; // 编译不通过
// float f1 =(float) 12.3; 
编码情况2:
整型常量,默认类型为int型
浮点型常量，默认类型为double类型
byte b = 12;
byte b1 = b  + 1;// 编译不通过    
float f1 = b + 12.3;// 编译不通过 
//  byte b1 = (byte) (b + 1);
//  float f1 = (float) (b + 12.3);

2. 作用域

  • 变量起作用的范围，称为作用域。

    • 范围：变量在哪对大括号中声明定义的，范围就是哪对大括号。

    • 在同一个作用域中，不能定义重复的变量。

3. 运算符

3.1 算数运算符

  • 算术运算符用在数学表达式中，它们的作用和在数学中的作用一样。下表列出了所有的算术运算符。

  • 表格中的实例假设整数变量A的值为10，变量B的值为20：

操作符描述例子
+加法：相加运算符两侧的值A + B 等于 30
-减法：左操作数减去右操作数A – B 等于 -10
*乘法：相乘操作符两侧的值A * B 等于 200
7/2除法：左操作数除以右操作数B / A 等于 3
％取余（取模）：左操作数除以右操作数的余数B % A 等于 0
++自增：操作数的值增加1B++ 或 ++B 等于 21
--自减：操作数的值减少1B-- 或 --B 等于 19

  • 自增自减运算符

    • 基本使用

      int a = 5;
a++;
System.out.println(a); // 此时a的值为6
a--;
System.out.println(a); // 此时a的值为5

    • a++和++a的区别

      int a = 5;
int b = a++;
System.out.println(a); // 6
System.out.println(b); // 5
​
int c = 5;
int d = ++c;
System.out.println(c); // 6
System.out.println(d); // 6

      • a++先赋值后自增

      • ++a先自增后赋值

        int i = 6;
int j = i++ + ++i;
int k = --j - i-- - j-- + i++;

3.2 关系运算符

  • 下表为Java支持的关系运算符

  • 表格中的实例整数变量A的值为10，变量B的值为20：

运算符描述例子
==检查如果两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。(A == B)为假
!=检查如果两个操作数的值是否相等，如果值不相等则条件为真。(A != B)为真
>检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是那么条件为真。(A > B)为假
<检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是那么条件为真。(A < B)为真
>=检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真。(A >= B)为假
<=检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真。(A <= B)为真

3.3 逻辑运算符

  • 下表列出了逻辑运算符的基本运算，假设布尔变量A为真，变量B为假

运算符说明
逻辑与 &两个条件为true，结果才是true，否则是false
逻辑或 |两个条件有一个是true，结果就是true
逻辑非 !取反：!false为true，!true为false
短路与 &&左侧表达式为false，则直接返回false
短路或 ||左侧表达式为true， 则直接返回true

&”和“&&”的区别

单&时，左边无论真假，右边都进行运算

双&时，如果左边为真，右边参与运算，如果左边为假，那么右边不参与运算。(一假俱假)

“|”和“||”的区别同理，||表示:当左边为真，右边不参与运算。（一真俱真）

//1>2的结果为false，那么整个表达式的结果即为false，还要计算2>(3/0)，因为0不能做除数，所以会输出异常信息
boolean d = 1>2 & 2>(3/0);
System.out.println(d);
//1>2的结果为false，那么整个表达式的结果即为false，将不再计算2>(3/0)
boolean c = 1>2 && 2>(3/0);
System.out.println(c);

3.4 赋值运算符

  • 下面是Java语言支持的赋值运算符：

操作符描述例子
=简单的赋值运算符，将右操作数的值赋给左侧操作数C = A + B将把A + B得到的值赋给C
+=加和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相加赋值给左操作数C += A等价于C = C + A
-=减和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相减赋值给左操作数C -= A等价于C = C - A
*=乘和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相乘赋值给左操作数C *= A等价于C = C * A
/=除和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相除赋值给左操作数C /= A，C 与 A 同类型时等价于 C = C / A

3.5 位运算符 (了解)

  • 下表列出了位运算符的基本运算，假设整数变量 A 的值为 60 和变量 B 的值为 13：

操作符描述例子
＆如果相对应位都是1，则结果为1，否则为0。(A＆B)，得到12，即 0000 1100
|如果相对应位都是0，则结果为0，否则为1。(A | B)得到61，即 0011 1101
^如果相对应位值相同，则结果为0，否则为1。(A ^ B)得到49，即 0011 0001
〜按位取反运算符翻转操作数的每一位，即0变成1，1变成0。(〜A)得到-61，即 1100 0011
<<按位左移运算符。左操作数按位左移右操作数指定的位数。A << 2得到240，即 1111 0000
>>按位右移运算符。左操作数按位右移右操作数指定的位数。A >> 2得到15，即 1111
>>>按位右移补零操作符。左操作数的值按右操作数指定的位数右移，移动得到的空位以零填充。A >>> 2得到15，即 0000 1111

  • 注意：

    &和|既是逻辑运算符，也是位运算符。如果两侧操作数都是boolean类型，就作为逻辑运算符。如果两侧的操作数是整数类型，就是位运算符。

  • 位运算是直接对整数的二进制进行的运算。

public static void main(String[] args) {
        int a = 60;                 // 0011 1100
        int b = 13;                 // 0000 1101
        System.out.println(a&b);    // 0000 1100
        System.out.println(a|b);    // 0011 1101
    }
​
​
public class JavaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /*1.位运算符操作的都是整型的数据
          2.<<在一定范围内，每向左移一位,相当于*2
            >>在一定范围内，每向左移一位,相当于/2
         */
        int i = 21;
        System.out.println("i<<2=" + (i << 2));
        System.out.println("i<<3=" + (i << 3));
        System.out.println("i<<27=" + (i << 27));
        System.out.println("i>>2=" + (i >> 2));
​
    }
}
​

  • java中的进制声明

 public static void main(String[] args) {
        int a = 0b11;   //声明二进制变量
        int b = 011;    //声明八进制变量
        int c = 11;     //声明十进制变量
        int d = 0xaabb;   //声明十六进制变量
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
        System.out.println(c);
        System.out.println(d);
    }

3.6 其他运算符

  • 条件运算符（x?y:z）

    条件运算符也被称为三元运算符。

    其中 x 为 boolean 类型表达式，先计算 x 的值，若为true，则整个运算的结果为表达式 y 的值，否则整个运算结果为表达式 z 的值。

    int a = 10;
int b = a > 10 ? 10 : 0;
​
class calc {
     public static void main(String[] arg) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int c = 30;
        int result = (a > b ? a : b) > c ? (a > b ? a : b) : c;
      System.out.println(result);
    }
}

  • instanceof 运算符

    该运算符用于操作对象实例，检查该对象是否是一个特定类型（类型或接口类型）。

    如果运算符左侧变量所指的对象，是操作符右侧类或接口(class/interface)的一个对象，那么结果为真。

    String name = "James";
boolean result = name instanceof String; // 由于 name 是 String 类型，所以返回真

    如果被比较的对象兼容于右侧类型，该运算符仍然返回true。

    字符串类型:String
​
String不是基本数据类型，属于引用数据类型
​
使用方式与基本数据类型一致。例如:String str = “abcd”;
​
一个字符串可以串接另一个字符串，也可以直接串接其他类型的数据。

    字符串连接符(+) “+”运算符两侧的操作数中只要有一个是字符串(String)类型，系统会自动将另一个操作数转换为字符串然后再进行连接。

    int a=12;
System.out.println("a="+ a);//输出结果: a=12
​
String a = "3";
int b = 4 ; 
int c = 5 ;
System.out.println(a+b+c);
System.out.println(b+c+a);

3.7 运算符优先级

  • 算术运算符 > 关系运算符 > 逻辑运算符

  • 复杂的运算需要用小括号()来强制控制运算顺序，可读性强

                    int a = 3;
        int b = a += a++;
        int c = b *= a;

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